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文档简介
2025-高考科学复习创新方案-数学-提升版第五章第4讲三角函数的图象与性质[课程标准]1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义,能画出这些三角函数的图象,了解三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.2.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上的性质.1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,0),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1)),(π,0),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1)),(2π,0).(2)在余弦函数y=cosx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,1),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),0)),(π,-1),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),0)),(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质函数y=sinxy=cosxy=tanx图象定义域eq\x(\s\up1(01))Req\x(\s\up1(02))Req\x(\s\up1(03))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x∈R且x≠\f(π,2)+kπ,k∈Z))))值域eq\x(\s\up1(04))[-1,1]eq\x(\s\up1(05))[-1,1]eq\x(\s\up1(06))R单调性在eq\x(\s\up1(07))eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)+2kπ,\f(π,2)+2kπ))(k∈Z)上递增;在eq\x(\s\up1(08))eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+2kπ,\f(3π,2)+2kπ))(k∈Z)上递减在eq\x(\s\up1(09))[(2k-1)π,2kπ](k∈Z)上递增;在eq\x(\s\up1(10))[2kπ,(2k+1)π](k∈Z)上递减在eq\x(\s\up1(11))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)+kπ,\f(π,2)+kπ))(k∈Z)上递增最值x=eq\x(\s\up1(12))eq\f(π,2)+2kπ(k∈Z)时,ymax=1;x=eq\x(\s\up1(13))-eq\f(π,2)+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1x=eq\x(\s\up1(14))2kπ(k∈Z)时,ymax=1;x=eq\x(\s\up1(15))π+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1无最值奇偶性eq\x(\s\up1(16))奇函数eq\x(\s\up1(17))偶函数eq\x(\s\up1(18))奇函数对称性对称中心eq\x(\s\up1(19))(kπ,0),k∈Zeq\x(\s\up1(20))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ+\f(π,2),0)),k∈Zeq\x(\s\up1(21))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,2),0)),k∈Z对称轴eq\x(\s\up1(22))直线x=kπ+eq\f(π,2),k∈Zeq\x(\s\up1(23))直线x=kπ,k∈Z无对称轴最小正周期eq\x(\s\up1(24))2πeq\x(\s\up1(25))2πeq\x(\s\up1(26))π1.函数y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)和y=Acos(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)的最小正周期T=eq\f(2π,|ω|),函数y=Atan(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)的最小正周期T=eq\f(π,|ω|).函数y=|Asin(ωx+φ)|,y=|Acos(ωx+φ)|,y=|Atan(ωx+φ)|的周期均为T=eq\f(π,|ω|).函数y=|Asin(ωx+φ)+b|(b≠0),y=|Acos(ωx+φ)+b|(b≠0)的周期均为T=eq\f(2π,|ω|).2.正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是eq\f(1,4)周期.正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半周期.3.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0),则(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=eq\f(π,2)+kπ(k∈Z);(2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).1.函数y=1-sinx,x∈[0,2π]的大致图象是()答案B解析当x=0时,y=1;当x=eq\f(π,2)时,y=0;当x=π时,y=1;当x=eq\f(3π,2)时,y=2;当x=2π时,y=1.结合正弦函数的图象可知B正确.故选B.2.下列函数中,最小正周期为2π的奇函数为()A.y=sineq\f(x,2)coseq\f(x,2) B.y=sin2xC.y=tan2x D.y=sin2x+cos2x答案A解析y=sin2x为偶函数;y=tan2x的最小正周期为eq\f(π,2);y=sin2x+cos2x为非奇非偶函数,故B,C,D都不正确.故选A.3.(2021·新高考Ⅰ卷)下列区间中,函数f(x)=7sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))单调递增的区间是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(π,\f(3π,2))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),2π))答案A解析令-eq\f(π,2)+2kπ≤x-eq\f(π,6)≤eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,得-eq\f(π,3)+2kπ≤x≤eq\f(2π,3)+2kπ,k∈Z.取k=0,则-eq\f(π,3)≤x≤eq\f(2π,3).因为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(2π,3))),所以区间eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))是函数f(x)的单调递增区间.故选A.4.(人教B必修第三册第七章复习题A组T14改编)函数f(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象的对称轴方程为________,对称中心的坐标为________.答案x=-eq\f(π,6)+eq\f(kπ,2)(k∈Z)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12)+\f(kπ,2),0))(k∈Z)解析令2x+eq\f(π,3)=kπ(k∈Z),解得对称轴方程为x=-eq\f(π,6)+eq\f(kπ,2)(k∈Z);函数f(x)的对称中心的横坐标满足2x+eq\f(π,3)=kπ+eq\f(π,2)(k∈Z),解得x=eq\f(π,12)+eq\f(kπ,2)(k∈Z),所以对称中心的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12)+\f(kπ,2),0))(k∈Z).5.(人教A必修第一册习题5.4T10改编)y=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上的值域是________.答案eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),3))解析当x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))时,2x-eq\f(π,6)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),\f(5π,6))),sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1)),故3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),3)),即y=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上的值域为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),3)).考向一三角函数的定义域和值域例1(1)函数y=2taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(π,6)))的定义域为________.答案eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠\f(π,9)+\f(kπ,3),k∈Z))))解析由3x+eq\f(π,6)≠kπ+eq\f(π,2),k∈Z,解得x≠eq\f(π,9)+eq\f(kπ,3),k∈Z,所以函数y=2taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(π,6)))的定义域为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠\f(π,9)+\f(kπ,3),k∈Z)))).(2)函数y=lgsin2x+eq\r(9-x2)的定义域为________.答案eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,-\f(π,2)))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))解析由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(sin2x>0,,9-x2≥0,))得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(kπ<x<kπ+\f(π,2),k∈Z,,-3≤x≤3,))∴-3≤x<-eq\f(π,2)或0<x<eq\f(π,2).∴函数y=lgsin2x+eq\r(9-x2)的定义域为eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,-\f(π,2)))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))).(3)(2023·北京丰台区二模)若函数f(x)=sinx-cos2x,则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=________,f(x)的值域为________.答案0eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9,8),2))解析feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=sineq\f(π,6)-coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(π,6)))=eq\f(1,2)-eq\f(1,2)=0.f(x)=sinx-cos2x=sinx-(1-2sin2x)=2sin2x+sinx-1,设t=sinx∈[-1,1],则y=2t2+t-1,t∈[-1,1],当t∈eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,-\f(1,4)))时,y=2t2+t-1单调递减,当t∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,4),1))时,y=2t2+t-1单调递增,所以当t=-eq\f(1,4)时,ymin=-eq\f(9,8);当t=1时,ymax=2.所以f(x)的值域为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9,8),2)).(4)函数y=sinx-cosx+sinxcosx,x∈[0,π]的最大值与最小值的差为________.答案2解析令t=sinx-cosx,又x∈[0,π],∴t=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4))),t∈[-1,eq\r(2)].由t=sinx-cosx,得t2=1-2sinxcosx,即sinxcosx=eq\f(1-t2,2).∴原函数变为y=t+eq\f(1-t2,2),t∈[-1,eq\r(2)],即y=-eq\f(1,2)t2+t+eq\f(1,2).∴当t=1时,ymax=-eq\f(1,2)+1+eq\f(1,2)=1;当t=-1时,ymin=-eq\f(1,2)-1+eq\f(1,2)=-1.故函数的最大值与最小值的差为2.1.三角函数定义域的求法(1)求三角函数的定义域常常归结为解三角不等式(或等式).(2)求三角函数的定义域经常借助三角函数的图象,有时也利用数轴.(3)对于较为复杂的求三角函数的定义域问题,应先列出不等式(组)分别求解,然后利用数轴求交集.2.求三角函数的值域(最值)的三种类型及解题思路(1)形如y=asinx+bcosx+c的三角函数化为y=Asin(ωx+φ)+c的形式,再求值域(最值).(2)形如y=asin2x+bsinx+c的三角函数,可先设sinx=t,化为关于t的二次函数求值域(最值).(3)形如y=asinxcosx+b(sinx±cosx)+c的三角函数,可先设t=sinx±cosx,化为关于t的二次函数求值域(最值).1.(2023·新乡三模)已知函数f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))+1的定义域是[0,m],值域为[-1,5],则m的最大值是()A.eq\f(2π,3) B.eq\f(π,3)C.eq\f(π,6) D.eq\f(5π,6)答案A解析∵x∈[0,m],∴2x-eq\f(π,6)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),2m-\f(π,6))).∵f(x)的值域为[-1,5],∴-eq\f(1,2)≤sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))≤1,∴eq\f(π,2)≤2m-eq\f(π,6)≤eq\f(7π,6),解得eq\f(π,3)≤m≤eq\f(2π,3),∴m的最大值为eq\f(2π,3).故选A.2.函数y=lg(sinx-cosx)的定义域是________.答案eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+2kπ<x<\f(5π,4)+2kπ,k∈Z))))解析要使函数有意义,必须使sinx-cosx>0.利用图象,在同一坐标系中画出[0,2π]上y=sinx和y=cosx的图象,如图所示:在[0,2π]内,满足sinx=cosx的x为eq\f(π,4),eq\f(5π,4),在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(5π,4)))内sinx>cosx,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以定义域为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+2kπ<x<\f(5π,4)+2kπ,k∈Z)))).考向二三角函数的单调性例2(1)(2024·济南质检)已知函数f(x)=2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6))),设a=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,7))),b=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6))),c=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4))),则a,b,c的大小关系是()A.a>b>c B.a>c>bC.c>a>b D.b>a>c答案A解析由2kπ≤x+eq\f(π,6)≤2kπ+π,k∈Z得2kπ-eq\f(π,6)≤x≤2kπ+eq\f(5π,6),k∈Z,所以f(x)=2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))的单调递减区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,6),2kπ+\f(5π,6)))(k∈Z),所以f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上单调递减,所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,7)))>feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))>feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4))),即a>b>c.(2)函数y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-2x))(x∈[0,π])的单调递增区间是()A.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3))) B.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(7π,12)))C.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(5π,6))) D.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,6),π))答案C解析y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-2x))=-2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))),由eq\f(π,2)+2kπ≤2x-eq\f(π,6)≤eq\f(3π,2)+2kπ,k∈Z,解得eq\f(π,3)+kπ≤x≤eq\f(5π,6)+kπ,k∈Z,即函数的单调递增区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+kπ,\f(5π,6)+kπ)),k∈Z,∴当k=0时,单调递增区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(5π,6))).1.求三角函数单调区间的两种方法(1)代换法:将比较复杂的三角函数解析式中含自变量的代数式(如ωx+φ)整体当作一个角,利用基本三角函数(y=sinx,y=cosx,y=tanx)的单调性列不等式求解.(2)图象法:画出三角函数的图象,利用图象求函数的单调区间.提醒:要注意求函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间时ω的符号,若ω<0,那么一定要先借助诱导公式将ω化为正数.同时切莫忘记考虑函数自身的定义域.2.比较三角函数值大小的方法先统一为同名的三角函数,然后利用诱导公式把角化为同一单调区间内的角,再利用函数的单调性比较.1.(2024·山东新高考联合质量测评)已知f(x)=cos(2x+φ),|φ|<eq\f(π,2),f(x)的一个极值点是eq\f(π,6),则()A.f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(5π,6)))上单调递增B.f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(5π,6)))上单调递减C.f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,6)))上单调递增D.f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,6)))上单调递减答案C解析因为f(x)=cos(2x+φ),|φ|<eq\f(π,2),f(x)的一个极值点是eq\f(π,6),所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+φ))=±1,所以eq\f(π,3)+φ=kπ,k∈Z,即φ=-eq\f(π,3)+kπ,k∈Z.因为|φ|<eq\f(π,2),所以φ=-eq\f(π,3),f(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3))).由-π+2kπ≤2x-eq\f(π,3)≤2kπ,k∈Z,解得-eq\f(π,3)+kπ≤x≤eq\f(π,6)+kπ,k∈Z.当k=0时,f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,6)))上单调递增,故C正确,D错误;由2kπ≤2x-eq\f(π,3)≤π+2kπ,k∈Z,解得eq\f(π,6)+kπ≤x≤eq\f(2π,3)+kπ,k∈Z.当k=0时,f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(2π,3)))上单调递减,故A,B错误.故选C.2.(2024·德州开学考试)函数y=|tanx|的单调递增区间为________,单调递减区间为________.答案eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ,kπ+\f(π,2))),k∈Zeq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2),kπ)),k∈Z解析作出函数y=|tanx|的图象,如图.观察图象可知,函数y=|tanx|的单调递增区间为eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ,kπ+\f(π,2))),k∈Z,单调递减区间为eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2),kπ)),k∈Z.多角度探究突破考向三三角函数的周期性、奇偶性、对称性角度三角函数的周期性例3(1)函数f(x)=cosx+2coseq\f(1,2)x的一个周期为()A.π B.2πC.3π D.4π答案D解析易知y=cosx,y1=2coseq\f(1,2)x的最小正周期分别为2π,4π,则2π,4π的公倍数4π是f(x)的一个周期.故选D.(2)(2023·南昌模拟)函数f(x)=eq\f(1-cos4x,sin4x)的最小正周期是()A.eq\f(π,4) B.eq\f(π,2)C.π D.2π答案B解析因为f(x)=eq\f(1-cos4x,sin4x)=eq\f(2sin22x,2sin2xcos2x)=tan2x,所以最小正周期T=eq\f(π,2).(3)(2023·辽宁实验中学模拟)函数f(x)=|sinx|+|cosx|的最小正周期和最小值分别为()A.eq\f(π,4),1 B.eq\f(π,2),eq\f(\r(2),2)C.eq\f(π,2),1 D.π,1答案C解析解法一:因为feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))))+eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))))≠f(x),feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))))+eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))))=|cosx|+|-sinx|=|cosx|+|sinx|=f(x),故排除A,D;最小正周期为eq\f(π,2),当x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))时,f(x)=sinx+cosx=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),当x=0或eq\f(π,2)时,f(x)取得最小值1,所以函数f(x)的最小值是1.故选C.解法二:由题设,f(x)=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(2)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),2kπ≤x≤2kπ+\f(π,2),,\r(2)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4))),2kπ+\f(π,2)<x≤2kπ+π,,-\r(2)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),2kπ+π<x≤2kπ+\f(3π,2),,-\r(2)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4))),2kπ+\f(3π,2)<x≤2(k+1)π,))k∈Z,所以f(x)的部分图象如下:所以最小正周期和最小值分别为eq\f(π,2),1.故选C.求三角函数周期的常用方法1.(2023·长沙雅礼中学一模)函数y=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin2x+\f(1,2)))的最小正周期为()A.π B.2πC.eq\f(π,2) D.不能确定答案A解析作出函数y=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin2x+\f(1,2)))的图象如图所示,得到函数的最小正周期为π.故选A.2.(2023·江西上高一模)若函数f(x)=2taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kx+\f(π,3)))的最小正周期T满足1<T<2,则自然数k的值为________.答案2或3解析由题意得1<eq\f(π,k)<2,k∈N,∴eq\f(π,2)<k<π,k∈N,∴k=2或3.角度三角函数的奇偶性例4(1)函数f(x)=2sin2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+x))-1是()A.最小正周期为2π的奇函数B.最小正周期为π的偶函数C.最小正周期为2π的偶函数D.最小正周期为π的奇函数答案D解析f(x)=2sin2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+x))-1=-eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-2sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+x))))=-coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+2x))=sin2x,可得f(x)的最小正周期为eq\f(2π,2)=π.因为f(-x)=sin(-2x)=-sin2x=-f(x),所以f(x)是奇函数,所以f(x)是最小正周期为π的奇函数.故选D.(2)(2023·威海三模)已知函数f(x)=sinx·cos(2x+φ)(φ∈[0,π])为偶函数,则φ=()A.0 B.eq\f(π,4)C.eq\f(π,2) D.π答案C解析∵f(x)的定义域为R,且为偶函数,∴feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)))⇒cos(π+φ)=-cos(-π+φ)⇒-cosφ=cosφ⇒cosφ=0,∵φ∈[0,π],∴φ=eq\f(π,2).当φ=eq\f(π,2)时,f(x)=-sinxsin2x为偶函数,满足题意.故选C.解答三角函数奇偶性问题的常用方法(1)依据奇(偶)函数的定义,即由f(-x)=-f(x)(或f(-x)=f(x))对定义域内任意自变量x都成立,建立关于参数的方程.(2)由奇(偶)函数的必要条件入手,求出参数的可能取值,再进行验证.(3)三角函数中奇函数一般可化为y=Asinωx或y=Atanωx的形式,而偶函数一般可化为y=Acosωx+b的形式.据此结合诱导公式可以确定参数的值.(4)在y=Asin(ωx+φ)(或y=Acosωx+b)中代入x=0,若y=0,则为奇函数,若y为最大或最小值,则为偶函数.若函数y=3coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)+φ))为奇函数,则|φ|的最小值为________.答案eq\f(π,6)解析依题意得,-eq\f(π,3)+φ=kπ+eq\f(π,2)(k∈Z),φ=kπ+eq\f(5π,6)(k∈Z),因此|φ|的最小值是eq\f(π,6).角度三角函数的对称性例5(1)(多选)(2024·济南模拟)已知函数f(x)=asinx+cosx(a>0)的最大值为2,则()A.a=eq\r(3)B.y=f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),0))对称C.直线x=eq\f(π,6)是y=f(x)图象的一条对称轴D.y=f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))上单调递增答案AD解析易得f(x)=asinx+cosx=eq\r(a2+1)sin(x+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(tanφ=\f(1,a))),则f(x)≤eq\r(a2+1)=2,解得a=eq\r(3),故A正确;由A项分析知f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6))),当x=eq\f(π,6)时,feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=2sineq\f(π,3)=eq\r(3),故B错误,C错误;当x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))时,x+eq\f(π,6)∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,2))),由正弦函数的性质可得,此时y=f(x)单调递增,故D正确.故选AD.(2)(2022·新高考Ⅰ卷)记函数f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,4)))+b(ω>0)的最小正周期为T.若eq\f(2π,3)<T<π,且y=f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),2))中心对称,则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=()A.1 B.eq\f(3,2)C.eq\f(5,2) D.3答案A解析因为eq\f(2π,3)<T<π,所以eq\f(2π,3)<eq\f(2π,ω)<π,解得2<ω<3.因为y=f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),2))中心对称,所以b=2,且sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)ω+\f(π,4)))+b=2,即sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)ω+\f(π,4)))=0,所以eq\f(3π,2)ω+eq\f(π,4)=kπ(k∈Z),又2<ω<3,所以eq\f(13π,4)<eq\f(3π,2)ω+eq\f(π,4)<eq\f(19π,4),所以eq\f(3π,2)ω+eq\f(π,4)=4π,解得ω=eq\f(5,2),所以f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)x+\f(π,4)))+2,所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)×\f(π,2)+\f(π,4)))+2=sineq\f(3π,2)+2=1.故选A.求三角函数图象对称中心、对称轴的方法(1)y=sinx图象的对称中心是(kπ,0),k∈Z,对于y=Asin(ωx+φ)图象的对称中心,由方程ωx+φ=kπ,k∈Z解出x即可.(2)y=sinx图象的对称轴是直线x=kπ+eq\f(π,2),k∈Z,由ωx+φ=kπ+eq\f(π,2),k∈Z解出x,即可得到函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴.(3)注意y=tanx图象的对称中心为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,2),0))(k∈Z).(2024·邯郸模拟)写出函数f(x)=eq\f(cosx,1-sinx)图象的一个对称中心:________.答案eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))(答案不唯一)解析f(x)=eq\f(cosx,1-sinx)=eq\f(cos2\f(x,2)-sin2\f(x,2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin\f(x,2)-cos\f(x,2)))\s\up12(2))=eq\f(cos\f(x,2)+sin\f(x,2),cos\f(x,2)-sin\f(x,2))=eq\f(1+tan\f(x,2),1-tan\f(x,2))=eq\f(tan\f(x,2)+tan\f(π,4),1-tan\f(x,2)tan\f(π,4))=taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)+\f(π,4))),令eq\f(x,2)+eq\f(π,4)=eq\f(kπ,2)(k∈Z),则x=-eq\f(π,2)+kπ(k∈Z),令k=0,则x=-eq\f(π,2),所以函数f(x)图象的一个对称中心是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0)).课时作业一、单项选择题1.函数f(x)=ln(cosx)的定义域为()A.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2)<x<kπ+\f(π,2),k∈Z))))B.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(kπ<x<kπ+π,k∈Z))))C.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2)<x<2kπ+\f(π,2),k∈Z))))D.eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ<x<2kπ+π,k∈Z))))答案C解析由cosx>0,解得2kπ-eq\f(π,2)<x<2kπ+eq\f(π,2),k∈Z,所以函数f(x)=ln(cosx)的定义域为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2)<x<2kπ+\f(π,2),k∈Z)))).2.(2023·四川成都模拟)在函数y=sin|x|,y=|sinx|,y=taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3))),y=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))中,最小正周期为π的函数的个数为()A.1 B.2C.3 D.4答案C解析函数y=sin|x|的图象如图所示,由图可知,函数y=sin|x|不是周期函数.令f(x)=|sinx|,则f(x+π)=|sin(x+π)|=|-sinx|=|sinx|=f(x),则函数y=|sinx|的最小正周期为π,y=taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))的最小正周期为T=eq\f(π,1)=π,y=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的最小正周期为T=eq\f(2π,2)=π.故选C.3.(2023·兰州模拟)如图所示,函数y=cosx·|tanx|eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0≤x<\f(3π,2)且x≠\f(π,2)))的图象是()答案C解析y=cosx|tanx|=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(sinx,0≤x<\f(π,2)或π≤x<\f(3π,2),,-sinx,\f(π,2)<x<π,))根据正弦函数的图象,作出函数图象如图所示.故选C.4.(2023·长沙模拟)正割(Secant)及余割(Cosecant)这两个概念是由伊朗数学家、天文学家阿布尔·威发首先引入,sec,csc这两个符号是荷兰数学家基拉德在《三角学》中首先使用,后经欧拉采用得以通行.在三角中,定义正割secα=eq\f(1,cosα),余割cscα=eq\f(1,sinα).则函数f(x)=eq\f(1,secx)+eq\f(1,cscx)的值域为()A.[-1,1] B.[-eq\r(2),eq\r(2)]C.[-2,2] D.[-eq\r(2),-1)∪(-1,1)∪(1,eq\r(2)]答案D解析f(x)=eq\f(1,secx)+eq\f(1,cscx)=cosx+sinx=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),其中sinx≠0,cosx≠0,所以-eq\r(2)≤f(x)≤eq\r(2),且f(x)≠±1,即f(x)的值域为[-eq\r(2),-1)∪(-1,1)∪(1,eq\r(2)].故选D.5.(2023·太原二模)已知函数f(x)=cosx-2cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-\f(x,2)))+1,则下列说法正确的是()A.y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))为奇函数 B.y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))为偶函数C.y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))-1为奇函数 D.y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))-1为偶函数答案B解析因为f(x)=cosx-2cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-\f(x,2)))+1=cosx-2×eq\f(1+cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-x)),2)+1=cosx-sinx=eq\r(2)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),所以f(x)=eq\r(2)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))=eq\r(2)coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))+\f(π,4)))=eq\r(2)cosx,所以y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))为偶函数,故A错误,B正确;又y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))-1=eq\r(2)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))-1=-eq\r(2)sinx-1,所以函数y=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))-1为非奇非偶函数,故C,D错误.故选B.6.(2023·全国乙卷)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(2π,3)))单调递增,直线x=eq\f(π,6)和x=eq\f(2π,3)为函数y=f(x)的图象的两条对称轴,则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,12)))=()A.-eq\f(\r(3),2) B.-eq\f(1,2)C.eq\f(1,2) D.eq\f(\r(3),2)答案D解析由题意,eq\f(T,2)=eq\f(2π,3)-eq\f(π,6)=eq\f(π,2),不妨设ω>0,则T=π,ω=eq\f(2π,T)=2,当x=eq\f(π,6)时,f(x)取得最小值,则2·eq\f(π,6)+φ=2kπ-eq\f(π,2),k∈Z,则φ=2kπ-eq\f(5π,6),k∈Z,不妨取k=0,则f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(5π,6))),则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,12)))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,3)))=eq\f(\r(3),2).故选D.7.(2024·徐州模拟)设α,β均为锐角,则“α>2β”是“sin(α-β)>sinβ”的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件答案C解析因为α,β均为锐角,所以0<α<eq\f(π,2),0<β<eq\f(π,2).当α>2β时,eq\f(π,2)>α-β>β>0,因为函数y=sinx在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上单调递增,所以sin(α-β)>sinβ,故“α>2β”是“sin(α-β)>sinβ”的充分条件;当sin(α-β)>sinβ时,由0<α<eq\f(π,2),0<β<eq\f(π,2),得-eq\f(π,2)<α-β<eq\f(π,2),因为函数y=sinx在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上单调递增,所以α-β>β,即α>2β,故“α>2β”是“sin(α-β)>sinβ”的必要条件.综上所述,“α>2β”是“sin(α-β)>sinβ”的充要条件.8.(2023·榆林四模)已知函数f(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ+\f(π,3)))(ω>0)的最小正周期为π,且曲线y=f(x)关于直线x=eq\f(π,8)对称,则|φ|的最小值为()A.eq\f(π,6) B.eq\f(5π,24)C.eq\f(7π,24) D.eq\f(π,3)答案B解析∵ωx+φ+eq\f(π,3)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))+eq\f(π,2),∴f(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))+\f(π,2)))=-sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6)))=-eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2ωx+2φ-\f(π,3))).∵f(x)的最小正周期是π,∴eq\f(2π,2ω)=π,∴ω=1,则f(x)=-eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+2φ-\f(π,3))).∵曲线y=f(x)关于直线x=eq\f(π,8)对称,∴2×eq\f(π,8)+2φ-eq\f(π,3)=kπ+eq\f(π,2),k∈Z,∴φ=eq\f(kπ,2)+eq\f(7π,24),k∈Z,则当k=0时,|φ|=eq\f(7π,24),当k=-1时,|φ|=eq\f(5π,24),则|φ|的最小值为eq\f(5π,24).故选B.二、多项选择题9.(2024·山东新高考联合质量测评)已知函数f(x)=taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))),则下列说法正确的是()A.f(x)的最小正周期为eq\f(π,2)B.f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3)))上单调递减C.feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,5)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,10)))D.f(x)的定义域为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠\f(π,3)+kπ,k∈Z))))答案AC解析因为f(x)=taneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))),对于A,f(x)的最小正周期为T=eq\f(π,2),故A正确;对于B,当x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3)))时,2x-eq\f(π,6)∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,2))),因为y=tanz在z∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上单调递增,故f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3)))上单调递增,故B错误;对于C,因为f(x)的最小正周期为T=eq\f(π,2),所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,5)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,5)-\f(π,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,10))),故C正确;对于D,令2x-eq\f(π,6)≠eq\f(π,2)+kπ,k∈Z,解得x≠eq\f(π,3)+eq\f(kπ,2),k∈Z,所以f(x)的定义域为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠\f(π,3)+\f(kπ,2),k∈Z)))),故D错误.故选AC.10.(2024·保定模拟)若函数f(x)=2sin3xcos3x+2cos23x-1,则()A.f(x)=eq\r(2)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6x+\f(π,4)))B.f(x)的最小正周期为eq\f(π,3)C.f(x)的图象关于直线x=eq\f(π,24)对称D.f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,12),0))上单调递增答案BCD解析由题意得f(x)=sin6x+cos6x=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6x+\f(π,4)))=eq\r(2)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6x-\f(π,4))),所以f(x)的最小正周期为eq\f(π,3),A错误,B正确;因为6×eq\f(π,24)+eq\f(π,4)=eq\f(π,2),所以f(x)的图象关于直线x=eq\f(π,24)对称,C正确;由x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,12),0)),得6x+eq\f(π,4)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4))),所以f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,12),0))上单调递增,D正确.11.(2023·湖南邵阳一模)随着时代与科技的发展,信号处理以各种方式被广泛应用于医学、声学、密码学、计算机科学、量子力学等各个领域.而信号处理背后的“功臣”就是正弦型函数,f(x)=eq\i\su(i=1,4,)eq\f(sin[(2i-1)x],2i-1)的图象就可以近似的模拟某种信号的波形,则下列说法正确的是()A.函数f(x)的图象关于直线x=eq\f(π,2)对称B.函数f(x)的图象关于点(0,0)对称C.函数f(x)为周期函数,且最小正周期为πD.函数f(x)的导函数f′(x)的最大值为4答案ABD解析因为函数f(x)=eq\i\su(i=1,4,)eq\f(sin[(2i-1)x],2i-1)=sinx+eq\f(sin3x,3)+eq\f(sin5x,5)+eq\f(sin7x,7),定义域为R,对于A,f(π+x)=sin(π+x)+eq\f(sin(3π+3x),3)+eq\f(sin(5π+5x),5)+eq\f(sin(7π+7x),7)=-sinx-eq\f(sin3x,3)-eq\f(sin5x,5)-eq\f(sin7x,7)=sin(-x)+eq\f(sin(-3x),3)+eq\f(sin(-5x),5)+eq\f(sin(-7x),7)=f(-x),所以函数f(x)的图象关于直线x=eq\f(π,2)对称,故A正确;对于B,f(-x)=sin(-x)+eq\f(sin(-3x),3)+eq\f(sin(-5x),5)+eq\f(sin(-7x),7)=-sinx-eq\f(sin3x,3)-eq\f(sin5x,5)-eq\f(sin7x,7)=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,图象关于点(0,0)对称,故B正确;对于C,由题意知f(x+π)=-f(x)≠f(x),故C错误;对于D,由题意可知f′(x)=cosx+cos3x+cos5x+cos7x≤4,故D正确.故选ABD.三、填空题12.函数f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(3π,2)))-3cosx的最小值为________.答案-4解析∵f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(3π,2)))-3cosx=-cos2x-3cosx=-2cos2x-3cosx+1=-2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cosx+\f(3,4)))eq\s\up12(2)+eq\f(17,8),-1≤cosx≤1,∴当cosx=1时,f(x)有最小值-4.13.已知f(x)=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3)(x+1)))-eq\r(3)coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3)(x+1))),则f(x)的最小正周期为________,f(1)+f(2)+…+f(2023)=________.答案6eq\r(3)解析依题意可得f(x)=2sineq\f(π,3)x,其最小正周期T=6,且f(1)+f(2)+…+f(6)=0,故f(1)+f(2)+…+f(2023)=f(1)=eq\r(3).14.(2023·泰州模拟)当θ=θ0时,f(θ)=sin2θ-cos2θ取得最大值,则sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2θ0+\f(π,4)))=________.答案eq\f(\r(10),10)解析f(θ)=sin2θ-eq\f(1,2)(1+cos2θ)=sin2θ-eq\f(1,2)cos2θ-eq\f(1,2)=eq\f(\r(5),2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2\r(5),5)sin2θ-\f(\r(5),5)cos2θ))-eq\f(1,2)=eq\f(\r(5),2)sin(2θ-φ)-eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(其中cosφ=\f(2\r(5),5),sinφ=\f(\r(5),5))),当f(θ)取得最大值时,2θ0-φ=eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,所以2θ0=φ+eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,所以sin2θ0=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ+\f(π,2)+2kπ))=cosφ=eq\f(2\r(5),5),cos2θ0=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ+\f(π,2)+2kπ))=-sinφ=-eq\f(\r(5),5),所以sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2θ0+\f(π,4)))=eq\f(\r(2),2)sin2θ0+eq\f(\r(2),2)cos2θ0=eq\f(\r(2),2)×eq\f(2\r(5),5)+eq\f(\r(2),2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(5),5)))=eq\f(\r(10),10).四、解答题15.已知函数f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))+eq\f(\r(3),2).(1)求函数f(x)的最小正周期及其图象的对称中心;(2)若f(x0)≤eq\r(3),求x0的取值范围.解(1)函数f(x)的最小正周期T=π.由2x-eq\f(π,3)=kπ,k∈Z得x=eq\f(π,6)+eq\f(kπ,2),k∈Z,故函数f(x)图象的对称中心为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+\f(kπ,2),\f(\r(3),2))),k∈Z.(2)因为f(x0)≤eq\r(3),所以sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x0-\f(π,3)))+eq\f(\r(3),2)≤eq\r(3),即sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x0-\f(π,3)))≤eq\f(\r(3),2),所以-eq\f(4π,3)+2kπ≤2x0-eq\f(π,3)≤eq\f(π,3)+2kπ,k∈Z,即-eq\f(π,2)+kπ≤x0≤eq\f(π,3)+kπ,k∈Z.即x0的取值范围为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x0\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)+kπ≤x0≤\f(π,3)+kπ,k∈Z)))).16.已知函数f(x)=2sinxcosx+coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))+coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))),x∈R.(1)求feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12)))的值;(2)求函数f(x)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上的最大值和最小值,及相应的x的值;(3)求函数f(x)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上的单调区间.解(1)∵f(x)=2sinxcosx+coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))+coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))=sin2x+cos2xcoseq\f(π,6)+sin2xsineq\f(π,6)+cos2xcoseq\f(π,6)-sin2xsineq\f(π,6)=sin2x+eq\r(3)cos2x=2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)sin2x+\f(\r(3),2)cos2x))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3))),∴feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(π,12)+\f(π,3)))=2sineq\f(π,2)=2.(2)∵eq\f(π,2)≤x≤π,∴eq\f(4π,3)≤2x+eq\f(π,3)≤eq\f(7π,3),∴-2≤f(x)≤eq\r(3),当2x+eq\f(π,3)=eq\f(3π,2)时,x=eq\f(7π,12),此时f(x)min=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,12)))=-2,当2x+eq\f(π,3)=eq\f(7π,3)时,x=π,此时f(x)max=f(π)=eq\r(3).(3)∵eq\f(π,2)≤x≤π,∴eq\f(4π,3)≤2x+eq\f(π,3)≤eq\f(7π,3),由正弦函数图象知,当eq\f(4π,3)≤2x+eq\f(π,3)≤eq\f(3π,2),即eq\f(π,2)≤x≤eq\f(7π,12)时,f(x)单调递减;当eq\f(3π,2)≤2x+eq\f(π,3)≤eq\f(7π,3),即eq\f(7π,12)≤x≤π时,f(x)单调递增.故函数f(x)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上的单调递减区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(7π,12))),单调递增区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(7π,12),π)).17.(2023·四省高考适应性测试)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,2)))上单调,其中ω为正整数,|φ|<eq\f(π,2),且feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3))).(1)求y=f(x)图象的一条对称轴;(2)若feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=eq\f(\r(3),2),求φ.解(1)因为函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,2)))上单调,所以函数f(x)的最小正周期T≥2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\f(π,6)))=eq\f(2π,3),又因为feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3))),所以直线x=eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+\f(2π,3)))=eq\f(7π,12)为y=f(x)图象的一条对称轴.(2)由(1)知T≥eq\f(2π,3),故ω=eq\f(2π,T)≤3,由ω∈N*,得ω=1,2或3.因为直线x=eq\f(7π,12)为f(x)=sin(ωx+φ)图象的一条对称轴,所以eq\f(7π,12)ω+φ=eq\f(π,2)+k1π,k1∈Z.因为feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=eq\f(\r(3),2),所以eq\f(π,6)ω+φ=eq\f(π,3)+2k2π或eq\f(π,6)ω+φ=eq\f(2π,3)+2k3π,k2,k3∈Z,若eq\f(π,6)ω+φ=eq\f(π,3)+2k2π,k2∈Z,则eq\f(5π,12)ω=eq\f(π,6)+(k1-2k2)π,k1,k2∈Z,即ω=eq\f(2,5)+eq\f(12,5)(k1-2k2),k1,k2∈Z,不存在整数k1,k2,使得ω=1,2或3;若eq\f(π,6)ω+φ=eq\f(2π,3)+2k3π,k3∈Z,则eq\f(5π,12)ω=-eq\f(π,6)+(k1-2k3)π,k1,k3∈Z,即ω=-eq\f(2,5)+eq\f(12,5)(k1-2k3),k1,k3∈Z,不存在整数k1,k3,使得ω=1或3.当k1=2k3+1时,ω=2.此时φ=eq\f(π,3)+2k3π,k3∈Z,由|φ|<eq\f(π,2),得φ=eq\f(π,3).18.(2023·海口调研)如图,已知OPQ是半径为1,圆心角为eq\f(π,3)的扇形,点A在eq\o(PQ,\s\up12(︵))上(异于点P,Q),过点A作AB⊥OP,AC⊥OQ,垂足分别为B,C,记∠AOB=θ,四边形ACOB的周长为l.(1)求l关于θ的函数关系式;(2)当θ为何值时,l有最大值?并求出l的最大值.解(1)AB=OAsinθ=sinθ,OB=OAcosθ=cosθ,AC=OAsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ)),OC=OAcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ))=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ)),所以l=sinθ+cosθ+sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ))+coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-θ))=sinθ+cosθ+eq\f(\r(3),2)cosθ-eq\f(1,2)sinθ+eq\f(1,2)cosθ+eq\f(\r(3),2)sinθ=eq\f(1+\r(3),2)sinθ+eq\f(3+\r(3),2)cosθ=eq\f(\r(3)+1,2)(sinθ+eq\r(3)cosθ)=(eq\r(3)+1)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,3)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0<θ<\f(π,3))).(2)由0<θ<eq\
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